Ученые из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана (LMU) разработали инновационную стратегию для создания биосенсоров, которые можно легко адаптировать для различных целей. Биосенсоры — это устройства, играющие ключевую роль в медицинской диагностике и исследованиях, так как позволяют обнаруживать и измерять биомолекулы — ДНК, антитела и белки. Современные биосенсоры обычно проектируются индивидуально для каждой задачи, что требует значительных временных и финансовых затрат. Команда под руководством химика Филиппа Тиннефельда представила модульный подход, позволяющий настраивать биосенсоры под разные молекулы-мишени, что может значительно ускорить разработку новых диагностических инструментов.
Главной особенностью нового биосенсора является использование «ДНК-оригами» — структуры, состоящей из двух рукавов, соединенных молекулярным «шарниром». Каждый рукав оснащен флуоресцентной меткой, и расстояние между ними отслеживается с помощью переноса энергии флуоресценции. В закрытом состоянии рукава параллельны, а при раскрытии структура формирует угол до 90°. По словам Виктории Глембокайт, старшего автора исследования, это изменение значительно усиливает флуоресцентный сигнал, что позволяет получить более точные данные по сравнению с системами, где конформационные изменения менее заметны.
Структура биосенсора также включает специальные участки для связывания с различными биомолекулами. Открытие или закрытие сенсора определяется связью молекулы-мишени с «оригами». Благодаря возможности добавлять дополнительные участки связывания или стабилизирующие ДНК-цепи, сенсор можно легко адаптировать для различных задач. Такая гибкость позволяет ученым настраивать чувствительность сенсора, не изменяя силу взаимодействия между молекулами-мишенями и их местом связывания, что является важным преимуществом.
На будущее команда планирует доработать сенсор для медицинских и биомедицинских применений. Одно из возможных направлений — создание биосенсоров, которые могут отслеживать определенные параметры и высвобождать активные агенты при изменении условий.
Ранее ученые нашли идеальный гидрогель для взаимодействия электроники с живой тканью.
